[發明專利]酸性氣體吸收劑、酸性氣體去除方法及酸性氣體去除裝置

有效

• 申請號: 201210175178.0
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102805989A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 村井伸次;前澤幸繁;加藤康博;村松武彥;程塚正敏
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;B01D53/18;B01D53/02;B01J20/22
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 周欣

技術領域

本發明的實施方式涉及酸性氣體吸收劑、酸性氣體去除方法及酸性氣體去除裝置。

背景技術

近年來，作為地球溫暖化現象的一個原因，指出了由于二氧化碳（CO₂）濃度上升而引起的溫室效應，急切需要制定以地球規模保護環境的國際性的對策。作為CO₂的產生源，由于商業活動而產生的CO₂量很大，抑制其排出的勢頭正在抬升。

作為抑制以CO₂為代表的酸性氣體的濃度上升的技術，有如下的技術：開發節能產品、分離回收排出的酸性氣體的技術；將酸性氣體作為資源利用或隔離儲存的技術；轉換為不排出酸性氣體的自然能源或原子能等替代能源等。

作為迄今為止被研究過的酸性氣體分離技術，有吸收法、吸附法、膜分離法、深冷法等。其中，吸收法適合用于處理大量氣體，正在研究將其用于工廠和發電廠。

所以，以使用化石燃料的火力發電廠等的設備作為對象而使在燃燒化石燃料（煤、石油、天然氣等）時產生的排氣與化學吸收劑接觸從而將燃燒排氣中的CO₂去除并回收的方法、進而儲存被回收的CO₂的方法在世界上被使用著。另外，提出了使用化學吸收劑，除了將CO₂去除以外，還將硫化氫（H₂S）等酸性氣體去除。

通常作為用于吸收法的化學吸收劑，以一乙醇胺（MEA）為代表的鏈烷醇胺類從1930年代左右就開始開發了，并且現在也被使用著。該方法是經濟的，另外去除裝置的大型化是容易的。

作為既存的被廣泛使用的鏈烷醇胺，有一乙醇胺、2-氨基-2-甲基丙醇胺、甲基氨基乙醇、乙基氨基乙醇、丙基氨基乙醇、二乙醇胺、雙（2-羥基-1-甲基乙基）胺、甲基二乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、三乙醇胺、二甲基氨基-1-甲基乙醇等。

特別是，作為仲胺的甲基乙醇胺及作為叔胺的二乙基乙醇胺等由于反應速度快，因此被廣泛使用。但是，這些化合物具有腐蝕性，且容易劣化，另外存在再生所需要的能量高這樣的問題。另一方面，雖然甲基二乙醇胺的腐蝕性低，另外再生所需要的能量也低，但有吸收速度低這樣的缺點。所以，要求開發改善了這些方面的新的吸附劑。

近年來，作為酸性氣體的吸收劑，對胺系化合物中的特別是在結構上具有空間位阻的鏈烷醇胺的研究正在積極嘗試中。具有空間位阻的鏈烷醇胺對酸性氣體的選擇性非常高，另外有再生所需要的能量少這樣的優點。

具有空間位阻的胺系化合物的反應速度依存于由其空間結構確定的反應的位阻程度。

具有空間位阻的胺系化合物的反應速度雖然比例如甲基乙醇胺、二乙醇胺等仲胺低，但其具有比甲基二乙醇胺等叔胺高的反應速度。另外，作為配合在吸收劑中的鏈烷醇胺，已知有2-氨基-2-甲基丙醇、2-哌啶乙醇等。

另一方面，也已知有將作為具有與鏈烷醇胺類不同的結構的胺系化合物的環狀胺作為吸收劑使用的方法。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2008-307519號公報

專利文獻2：日本專利第2871334號公報

專利文獻3：美國專利4112052號說明書

發明內容

發明所要解決的問題

然而，即使在這些技術中，關于酸性氣體吸收量、酸性氣體吸收速度、反應熱等酸性氣體吸收能力仍然是不充分的，要求氣體吸收能力進一步提高。

本發明所要解決的問題是，提供二氧化碳等酸性氣體的吸收量大、吸收速度快、另外吸收酸性氣體時的反應熱低、酸性氣體的吸收能力優良的酸性氣體吸收劑、以及使用了該酸性氣體吸收劑的酸性氣體去除裝置及酸性氣體去除方法。

用于解決問題的方法

實施方式的酸性氣體吸收劑含有至少1種由下述通式（1）所表示的叔胺化合物。

化學式1

（上述式（1）中，環A表示碳原子數為3以上且8以下的環結構，R¹、R²表示碳原子數為1～4的烷基，R³表示碳原子數為1～4的烷基，R⁴表示羥基烷基。R¹、R²為鍵合于與鍵合于氮原子上的環A的碳原子相鄰的碳原子上的基團，可以彼此相同，也可以不同，m、n各自獨立地表示0～4的整數，1≤m+n≤4。）